Тороидальные резервуары


Тороидальные резервуары используются там, где требуется однородное собирание и распределение потока текучей среды в пробковом режиме.

 

Многие процессы, такие как:

  • хроматография,
  • ионный обмен,
  • процессы адсорбционного слоя,
  • процессы в корпусе ядерного реактора,

 

Они требуют однородного гомогенного контакта различных текучих сред со средой. Контакт обычно осуществляется в защищенных резервуарах или камерах, которые заполнены слоем необходимой среды. Поскольку большая часть применений требует отчетливых границ раздела текучих сред, толщина слоя должна быть постоянной, и это требование применимо к резервуарам, имеющим плоские верхние части и нижние части. В большинстве случаев резервуары функционируют с некоторой степенью давления. Большинство резервуаров имеет цилиндрическую форму с усиленными плоскими верхними частями и нижними частями для более легкого удержания давления. Плоские верхние части и нижние части часто укрепляют закругленными приемниками давления; это также имеет неудобство увеличения трудности прокладки трубопроводов для текучей среды к плоской поверхности.

тороидальный резервуар

Настоящее изобретение обеспечивает новое конструктивное решение резервуара, позволяющее применять более простую систему распределения и собирания. По существу, корпус резервуара сконструирован в форме тороида. Тороид образуется посредством вращения замкнутой геометрической формы вокруг оси в той же самой плоскости, что и форма, но не пересекающей форму. Наиболее общей тороидальной формой является круг, образующий форму баранки при вращении вокруг оси.

  • Каждая область повышенного давления связана с тороидальным резервуаром множеством трубопроводов, проходящих радиально из и в резервуар, при этом трубопроводы открываются в резервуар и находятся в открытом сообщении по текучей среде с областями повышенного давления.
  • Каждая область повышенного давления также находится в открытом сообщении по текучей среде с другим трубопроводом, обеспечивая втекание/вытекание в резервуар/из резервуара.

Конструкция тороидального резервуара обеспечивает многочисленные преимущества по сравнению с известным уровнем техники. Во-первых, системы распределяющих и собирающих трубопроводов можно размещать в пределах полости, которую формирует тороид, и обе они могут быть симметричными благодаря их размещению. Симметрия обеспечивает большую однородность потока текучей среды при более простой конструкции, так как все собирающие и распределяющие трубопроводы идентичны, или по меньшей мере имеют идентичные гидравлические пути. Внутренняя стенка тороидального корпуса обеспечивает большую опору по сравнению с цилиндрическим корпусом, а пролет для плоских верхних частей и нижних частей уменьшен, таким образом экспоненциально понижая изгибающие моменты, вызываемые рабочими давлениями. Конструкция также имеет меньшее поперечное расстояние между стенками, таким образом понижая внутренний объем по сравнению с цилиндром и, соответственно, снижая количество материала, необходимое для заполнения резервуара. При использовании прямоугольного тороида предпочтительного варианта осуществления распределительные трубопроводы можно размещать снаружи корпуса, обеспечивая свободные плоские внутренние поверхности. Полость обеспечивает удобный доступ к внутренним элементам системы трубопроводов, таким образом обеспечивая возможность более плотного размещения множества резервуаров.